誘導型のシングルコイル金属探知機、理論。スキーム、説明

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誘導式シングルコイル金属探知機理論。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このタイプの金属探知機の名前にある「誘導」という言葉は、「誘導」（緯度）という言葉の意味を覚えている場合、その仕事の原理を完全に明らかにします-誘導。このタイプのデバイスは、センサーの一部として、交流信号によって励起される任意の形状の XNUMX つのコイルを備えています。センサーの近くに金属物体が出現すると、反射 (再放射) 信号が出現し、コイル内に追加の電気信号が「誘導」されます。あとはこの追加信号を選択するだけです。

誘導型金属探知機は、主に「送信-受信」原理に基づくデバイスの主な欠点、つまりセンサーの設計の複雑さのために生存権を獲得しました。この複雑さは、センサーの製造コストと複雑さ、あるいは機械的剛性の不足につながり、移動中に誤った信号が発生してデバイスの感度が低下します。

「送信-受信」原理に基づくデバイスのこの欠点を、その原因そのものを排除することで解決するという目標を設定すると、金属探知機の送信コイルと受信コイルを XNUMX つに結合する必要があるという、異常な結論に達する可能性があります。実際、この場合、コイルが XNUMX つしかなく、同時に発信と受信を行うため、一方のコイルがもう一方のコイルに対してあまり望ましくない動きや曲がりはありません。センサーが非常にシンプルであることも特徴です。これらの利点のトレードオフは、はるかに大きな送信機/受信機コイル駆動信号から有用な戻り信号を分離する必要があることです。

反射信号は、近くに金属がない場合のコイルの信号と同じ形状、周波数、位相、振幅の信号をセンサーコイルに存在する電気信号から差し引くことによって区別できます。ある方法でこれを行う方法を図に示します。 3.

誘導型のシングルコイル金属探知機、理論
米。 3.誘導金属探知機の入力ノードの構造図

発電機は、一定の振幅と周波数の正弦波交流電圧を生成します。「電圧電流」コンバータ (PNT) は、発電機の電圧 Ug を電流 Ig に変換し、センサーの発振回路に設定されます。発振回路は次のようになります。

コンデンサCとセンサーのコイルLから。その共振周波数は発電機の周波数と同じです。 PNT 変換係数は、発振回路 id の電圧が発電機 Ug の電圧と等しくなるように選択されます (センサー付近に金属がない場合)。したがって、同じ振幅の XNUMX つの信号が加算器で減算され、減算の結果である出力信号はゼロに等しくなります。センサーの近くに金属が現れると反射信号が発生し（つまりセンサーコイルのパラメータが変化し）、発振回路Udの電圧が変化します。出力は非ゼロ信号です。

図上。図３は、検討中のタイプの金属検出器の入力部分のスキームのうちの１つの最も単純なバージョンのみを示している。この回路では、PNT の代わりに、原理的には電流設定抵抗を使用することが可能です。センサーコイルをオンにするためのさまざまなブリッジ回路、反転入力と非反転入力の異なる伝達係数を備えた加算器、発振回路の部分的な組み込みなどを使用できます。

図の図では、図３では、センサとして発振回路が用いられている。これは、信号 Ug と Ud の間の位相シフトをゼロにするために簡単にするために行われます (回路は共振するように調整されています)。共振に合わせて微調整する必要がある発振回路を放棄し、センサーコイルのみを PNT 負荷として使用することも可能です。ただし、この場合の POT ゲインは、POT 負荷の誘導性によって生じる 3° 位相シフトを補正するために複雑にする必要があります。

著者：Shchedrin A.I.

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